فراصوت عصبی، یادگیری سریع تنها در یک دقیقه

هستهٔ اکامبنس، بخش کوچکی از مغز انسان است که هنگام تجربهٔ لذت فعال می‌شود و به ما کمک می‌کند رفتارهایی را بیاموزیم که منجر به دریافت پاداش می‌شوند. یک مطالعهٔ جدید برای نخستین بار نشان داده است که می‌توان تأثیر این بخش مغز بر رفتار انسان را با استفاده از تحریک فراصوتی فراجمجمه‌ای (TUS) تغییر داد.

با اعمال این تکنیک به مدت کمی بیش از یک دقیقه در هر بار، پژوهشگران توانستند نحوهٔ یادگیری افراد دربارهٔ ارتباط بین نشانه‌ها و پاداش‌ها را تحت تأثیر قرار دهند. نتایج نشان داد که افراد بیش‌تر تمایل داشتند انتخاب‌هایی را تکرار کنند که پیش‌تر موفقیت‌آمیز بوده‌اند، نرخ یادگیری آن‌ها پس از دریافت پاداش افزایش یافت و سریع‌تر به انتخاب‌های مثبت دست می‌یافتند.

تا پیش از این، چنین نتایجی تنها از طریق روش‌های جراحی مانند تحریک عمیق مغز (DBS) حاصل می‌شد که در آن الکترودها مستقیماً به بخش‌هایی از مغز متصل می‌شوند. با این حال، محققان این مطالعه می‌گویند یافته‌های آن‌ها می‌تواند نشان دهد که TUS پتانسیل تبدیل شدن به یک جایگزین غیرتهاجمی و مفید برای کمک به افراد مبتلا به اختلالات عصبی یا روانی مانند اعتیاد، افسردگی و اختلالات تغذیه‌ای را دارد.

این مطالعه در نشریهٔ Nature Communications منتشر شده و به سرپرستی پژوهشگرانی از دانشگاه پلیموث انجام شد. همچنین دانشگاه آکسفورد، بیمارستان جان ردکلیف، شبکه بیمارستان‌های پلیموث NHS، دانشگاه براون و سیستم بهداشتی VA Providence در این تحقیق مشارکت داشتند.

پروفسور السا فوراگانان، مدیر مرکز فراصوت درمانی و مرکز تحقیقات و تصویربرداری مغز (BRIC) در دانشگاه پلیموث، رهبری این پژوهش را بر عهده داشت.
او گفت: «دهه‌هاست که هستهٔ اکامبنس در مرکز نظریه‌های انگیزه و یادگیری تقویتی قرار دارد. این بخش، محلی است که سیگنال‌های دوپامین و ورودی‌های لیمبیک به هم می‌رسند تا میزان تأثیر پاداش‌ها بر انتخاب‌های ما را شکل دهند. ما توانستیم پیوند واضحی بین یک ویژگی یادگیری خاص، مرتبط با تکانشگری، و ساختاری پیدا کنیم که تا پیش از این بدون جراحی دسترسی به آن ممکن نبود. واقعیت این که اکنون می‌توانیم این ناحیه را به‌صورت غیرتهاجمی و شخصی‌سازی‌شده کنترل کنیم، افق‌های خارق‌العاده‌ای برای کاربردهای بالینی باز می‌کند.»

این مطالعه بخشی از تحقیقات نوآورانه و در حال پیشرفت دانشگاه پلیموث است که به بررسی فواید TUS برای شرایطی مانند اضطراب و افسردگی، اعتیاد و دیگر اختلالات عصبی یا روانی می‌پردازد.

در این پروژه، پژوهشگران ۲۶ داوطلب سالم را جذب کردند که هر کدام چهار بار به مرکز BRIC مراجعه کردند؛ یک جلسه برای برنامه‌ریزی مداخله TUS و سه جلسه دیگر که در آن‌ها فراصوت به بخش‌های مختلف مغز اعمال شد.
حدود ۱۰ دقیقه پس از مداخله فراصوت، شرکت‌کنندگان در دستگاه تصویربرداری مغزی قرار گرفتند تا طی یک ساعت مجموعه‌ای از وظایف را انجام دهند و تیم تحقیق تغییرات رفتار و فعالیت مغز آن‌ها را ثبت کرد.

عملکرد شرکت‌کنندگان در این وظایف همچنین با نتایج بیماران دارای الکترودهای تحریک عمیق مغز (DBS) که برای درمان بی‌اشتهایی مقاوم به هستهٔ اکامبنس هدف‌گذاری شده بودند، مقایسه شد.
نتایج نشان داد که در حالی که DBS اغلب رفتار جستجوی پاداش را نرمال می‌کند، TUS تأثیری تحریک‌کننده و متفاوت داشت – با این حال، هر دو روش منجر به تغییر در یادگیری و حساسیت فرد نسبت به پاداش می‌شوند.

پروفسور السا فوراگانان افزود: «این مطالعه مهم‌ترین تحقیقی است که تا به امروز افتخار رهبری آن را داشته‌ام. ما پیوند واضحی بین یک فرآیند شناختی خاص و ساختاری عمیق در مغز یافتیم که تا پیش از این بدون جراحی دسترسی به آن ممکن نبود. این پژوهش نقطهٔ عطفی برای فناوری‌های عصبی محسوب می‌شود و نشان می‌دهد که روش فراصوت غیرتهاجمی می‌تواند رفتار انسان را تحت تأثیر قرار دهد و روزی ممکن است به بازگرداندن تعادل روانی کمک کند.»

پرسش‌های کلیدی و پاسخ‌ها:

سؤال: دانشمندان با فراصوت چه بخش مغزی را تحت تأثیر قرار دادند؟
پاسخ: مرکز عمیق پاداش به نام هستهٔ اکامبنس که انگیزه و یادگیری را هدایت می‌کند.

سؤال: پس از تحریک چه تغییراتی رخ داد؟
پاسخ: افراد سریع‌تر از نتایج مثبت یاد گرفتند و انتخاب‌های پاداش‌دهنده را بیشتر تکرار کردند.

سؤال: این روش چگونه با روش‌های پیشین متفاوت است؟
پاسخ: اثرات مشابه پیش‌تر تنها با جراحی تهاجمی مغز قابل دستیابی بود.

منبع خبر : neurosciencenews.com